城市道路工程陡坡陡段设计的分析与研究

摘要】陡坡陡段的设计是城市道路的基本建设之一，为提高城市道路的交通能力，延长城市道路陡坡陡段使用寿命，本文通过在总结和分析国内外先进技术和成果的基础上，分析设计的必要要求，尤其是陡坡陡段的挡土墙，是设计时的最重要的部分，因此以挡土墙的设计为主进行分析，提出合理性的建议。

【关键词】城市道路；陡坡；陡段；挡土墙

一、设计要求

城市道路陡坡陡段宜改做块石路面,以利行车安全。根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）中的四级公路技术标准设计，陡坡陡段的设计车速要根据该地段的车流量和行人量，路基、行车道宽度要综合考虑。陡坡段平面布置应力求顺直，陡坡底宽与水深的比值，宜控制在 10～20 之间；陡坡护底在变形缝处应设齿坎，变形缝内应设止水或反滤盲沟，必要时可同时采用；、陡坡护底设置人工加糙，加糙形式及其尺寸应经水工模型试验验证后确定。认真贯彻落实科学发展观和建设资源节约型社会的要求，按照“增强质量意识，完善综合设计，严格施工控制，加强养护管理”的原则。

1）各级交通主管部门、工程建设勘察设计、施工、监理、质量监督和养护管理单位，要从贯彻落实科学发展观的高度，采取切实措施，完善工程质量管理体系。

2）各级交通主管部门和建设单位要切实处理好质量与速度的关系。保证合理建设工期。当质量和工期发生矛盾时，应当首先保证质量，把工作一环扣一环地做精、做细，按科学规律办事。要进一步完善质量管理体系，落实施工、监理、质量监督等单位的职责和管理权限，充分发挥各自在质量控制中的作用，依靠科学管理，保证工程质量。

3）各级质量监督机构要加强监督，加大责任追究力度，规范检测市场。要委托具有公路质量检测资质的单位对工程质量进行不定期独立检测，对伪造试验数据的单位和个人，要严肃处理。

4）设计单位要树立全寿命成本理念，加强调查与材料试验工作，加强路面结构设计方案比选，避免简单地照搬照抄规范和其他项目设计成果。

5）监理单位要认真履行职责，加强质量动态监控，独立完成各项现场试验检测工作。对原材料、拌和和摊铺碾压等影响质量的重要环节和工序要加强旁站和监控。每道工序完成后，应按规定及时抽检，抽检全部合格后方可批准进入下一道工序。

6）施工单位要不断提高施工人员的整体素质和质量意识，建立健全施工自检体系，对于原材料质量控制、施工配合比试验、混合料拌和、运输、摊铺、碾压等各道工序均要明确质量目标，并落实到各道工序的施工责任人与自检责任人，做到层层把关，分级负责，精心施工。

7）保证路面各层混合料配合比设计的科学性、合理性，混合料组成设计除满足规范要求外，更要注重原材料指标、体积指标、混合料性能指标的相互匹配与合理性。要针对当地实际情况对混合料技术性能指标做适当的调整、增加，如现场空隙率和路面渗水系数的检测。

8）矿料级配组成设计要按照“均匀、嵌挤、密实”的要求进行，不能简单照搬规范规定级配范围的中值，可适当增加中间档次粗集料的用量，调整为骨架密实型结构，提高混合料的抗车辙性能。

9）重视防排水系统设计。对于设置拦水带或路缘石的路段，尤其纵坡平缓、降雨量大的路段，应适当加密开口及边坡排水设施。路基水文状况不良路段，应设置横向盲沟和排水垫层。

总之，施工前必须制定科学、周密的施工组织设计并严格按设计进行施工。应合理确定各结构层的施工周期和施工间隔及机械组合，采用新技术、新材料、新方法和新工艺，组织有关单位和人员结合工程建设进行研究和攻关，提出防治措施和方法，成熟经验要及时总结推广。

二、挡土墙设计

城市道路陡坡陡段挡土墙是为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物，保护临近路线既有的重要建筑物。在公路工程中，挡土墙广泛地用于支撑路堤填土或路堑边坡以及桥台、隧道洞口和河流堤岸等处。设计时不能仅考虑墙后主动土压力而且还要充分考虑地形，地质及水文等不利因素，对墙后土体下滑的可能性进行验算，计算滑坡推力，并以这两种力进行比较，找出对挡土墙作用的最不利因素，从而对挡土墙的稳定性，强度及基底等进行验算。

设计方案：

1）考虑因素

工程地质、水文地质、冲刷深度、荷载作用、环境条件、施工条件、工程造价等因素。

2）挡土墙选择

a. 重力式档土墙。

砌筑材料：多用片(块)石，在缺乏石料的地区有时也用混凝土修建。

特点：依靠墙身自重支撑土压力维持其稳定，形式简单，施工方便，可就地取材，适应性较强；但其圬工数量较大，对地基的承载能力要求较高。

要求：墙高不宜超过12m，干砌高度不宜超过6m。

适用地区：适用于一般地区、浸水地区和地震地区的路肩、路堤和路堑等支挡工程。

b. 加筋土挡土墙

特点：填土、拉筋、面板三者的结合体，填土和拉筋之间的摩擦力改善了土的物理力学性质，而使得填土与拉筋结合为一个整体。在这个整体中起控制作川的是填土与拉筋之间的摩擦力，面板的作用是阻挡填土坍落挤出，迫使填土与拉筋结合为整体。加筋土挡土墙属于柔性结构，对地基变形适应性大，建筑高度大，具有省工、省料、施工方便、快速等优点。

要求：墙高不宜大于12m，二级及二级以下公路墙高不宜大丁20m。

适用地区：适用于一般地区的路肩式挡土墙、路堤式挡土墙，但不应修建在滑坡、水流冲刷崩塌等不良地段。

c. 锚定式挡土墙

属于轻型挡土墙，通常包括锚杆式和锚定板式两种。锚杆式挡墙主要由预制的钢筋混凝土立柱和挡土板构成墙面、与水平或倾斜的钢锚杆联合作用支挡土体，主要是靠埋置岩土中的锚杆的抗拉力拉住立柱保证土体稳定的。锚定板式则将锚杆换为拉杆，在其土中的末端连上锚定板。它不适于路堑，路堤施工容易实现。

3）设计步骤

步骤一：布置。在横断面图上进行挡土墙位置的选定，确定出是路堑墙、路肩墙、路堤墙或浸水挡墙；墙趾纵断面图上进行挡土墙的纵向布置，程序为分段，设伸缩缝与沉降缝，考虑始、末位置在路基及其它结构处的衔接，基础的纵向布置，布置泄水孔；墙身断面及基础的横向布置。

步骤二：构造。墙身构造，墙背仰斜：土压力小，对基底前侧的地面横坡要求高，俯斜：土压力大，稳定性及基底土压力好；基础，取决于基底应力大小情况，可有：墙身作基础、扩大基础、钢筋混凝土基础、台阶基础、拱形基础等，但要考虑冲刷线及冰冻深度；排水设施，地面排水沟，泄水孔；沉降缝与伸缩缝。

步骤三；计算方法。荷载划分及荷载组合；荷载抗震验算；荷载设计方法（挡土墙设计按“分项安全系数极限状态”法进行）：承载力极限状态（倾覆失稳；墙身或基础强度不足），正常使用极限状态（外形变形等影响正常使用；裂缝等局部破坏；其它特定状态），极限状态的分项荷载系数除Ep取0.5外，其余均取1.0 ；合力偏心距计算时的极限状态分项荷载系数取值同正常使用极限状态。

步骤四：稳定性验算。抗滑稳定性验算，检查基底在土压力、自重等作用下的摩阻力抵抗挡土墙滑动的能力；抗倾覆稳定性验算，检查墙身绕墙趾向外转动倾覆的抵抗能力。

步骤五：增加挡土墙稳定性的措施。增加抗滑稳定性的方法，一是设置倾斜基底，二是采用凸榫形基础；增加抗倾覆稳定性的方法，一是展宽墙趾，二是改变墙面及墙背坡度三是改变墙身断面类型。

三、结束语

最后，设计陡坡陡段还要对城市道路的结构强度、抗滑性能、平整度和路面破损状况等进行检测，定期对路面并采用路面管理系统对路面使用状况进行评价，科学制订养护计划，针对路面早期损坏加强预防性、及时性养护工作，延长路面使用寿命。挡土墙设计时，应进行详细地调查、勘测，确定构造物的形式与尺寸，运用合适的理论计算土压力，并进行稳定性和截面强度方面的验算，采取合理、可行的措施，以保证挡土墙的安全性。同时，要积极借鉴、吸收国外，特别是发达国家先进技术经验，高度重视有关技术标准、规范的制定、修订、完善工作，争取在短时间内实现国内技术领域新的跨越，全面提升陡坡陡段的建设水平。

【参考文献】

[1] 孙翔.现代城市交通规划的弹性思考[J].武汉城市建设学院学报，2000年04期

[2] 马荣国,杨立波.可持续发展的城市交通规划[J].西安公路交通大学学报，2000年04期

[3] 王晓娟.陡坡设计[J].甘肃科技，2007年08期